MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  vdwnnlem2 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem vdwnnlem2 16931
Description: Lemma for vdwnn 16933. The set of all "bad" ๐‘˜ for the theorem is upwards-closed, because a long AP implies a short AP. (Contributed by Mario Carneiro, 13-Sep-2014.)
Hypotheses
Ref Expression
vdwnn.1 (๐œ‘ โ†’ ๐‘… โˆˆ Fin)
vdwnn.2 (๐œ‘ โ†’ ๐น:โ„•โŸถ๐‘…)
vdwnn.3 ๐‘† = {๐‘˜ โˆˆ โ„• โˆฃ ยฌ โˆƒ๐‘Ž โˆˆ โ„• โˆƒ๐‘‘ โˆˆ โ„• โˆ€๐‘š โˆˆ (0...(๐‘˜ โˆ’ 1))(๐‘Ž + (๐‘š ยท ๐‘‘)) โˆˆ (โ—ก๐น โ€œ {๐‘})}
Assertion
Ref Expression
vdwnnlem2 ((๐œ‘ โˆง ๐ต โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐ด)) โ†’ (๐ด โˆˆ ๐‘† โ†’ ๐ต โˆˆ ๐‘†))
Distinct variable groups:   ๐‘Ž,๐‘‘,๐‘˜,๐‘š,๐ด   ๐‘Ž,๐‘,๐‘‘,๐‘š   ๐œ‘,๐‘Ž,๐‘,๐‘‘   ๐‘…,๐‘Ž,๐‘,๐‘‘   ๐ต,๐‘Ž,๐‘‘,๐‘˜,๐‘š   ๐น,๐‘Ž   ๐‘˜,๐‘,๐น,๐‘‘,๐‘š   ๐‘†,๐‘Ž,๐‘‘,๐‘˜,๐‘š
Allowed substitution hints:   ๐œ‘(๐‘˜,๐‘š)   ๐ด(๐‘)   ๐ต(๐‘)   ๐‘…(๐‘˜,๐‘š)   ๐‘†(๐‘)

Proof of Theorem vdwnnlem2
StepHypRef Expression
1 eluzel2 12829 . . . . . . . . . . 11 (๐ต โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐ด) โ†’ ๐ด โˆˆ โ„ค)
2 peano2zm 12607 . . . . . . . . . . 11 (๐ด โˆˆ โ„ค โ†’ (๐ด โˆ’ 1) โˆˆ โ„ค)
31, 2syl 17 . . . . . . . . . 10 (๐ต โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐ด) โ†’ (๐ด โˆ’ 1) โˆˆ โ„ค)
4 id 22 . . . . . . . . . . 11 (๐ต โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐ด) โ†’ ๐ต โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐ด))
51zcnd 12669 . . . . . . . . . . . . 13 (๐ต โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐ด) โ†’ ๐ด โˆˆ โ„‚)
6 ax-1cn 11170 . . . . . . . . . . . . 13 1 โˆˆ โ„‚
7 npcan 11471 . . . . . . . . . . . . 13 ((๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง 1 โˆˆ โ„‚) โ†’ ((๐ด โˆ’ 1) + 1) = ๐ด)
85, 6, 7sylancl 586 . . . . . . . . . . . 12 (๐ต โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐ด) โ†’ ((๐ด โˆ’ 1) + 1) = ๐ด)
98fveq2d 6895 . . . . . . . . . . 11 (๐ต โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐ด) โ†’ (โ„คโ‰ฅโ€˜((๐ด โˆ’ 1) + 1)) = (โ„คโ‰ฅโ€˜๐ด))
104, 9eleqtrrd 2836 . . . . . . . . . 10 (๐ต โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐ด) โ†’ ๐ต โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜((๐ด โˆ’ 1) + 1)))
11 eluzp1m1 12850 . . . . . . . . . 10 (((๐ด โˆ’ 1) โˆˆ โ„ค โˆง ๐ต โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜((๐ด โˆ’ 1) + 1))) โ†’ (๐ต โˆ’ 1) โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜(๐ด โˆ’ 1)))
123, 10, 11syl2anc 584 . . . . . . . . 9 (๐ต โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐ด) โ†’ (๐ต โˆ’ 1) โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜(๐ด โˆ’ 1)))
1312ad2antlr 725 . . . . . . . 8 (((๐œ‘ โˆง ๐ต โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐ด)) โˆง ๐ด โˆˆ โ„•) โ†’ (๐ต โˆ’ 1) โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜(๐ด โˆ’ 1)))
14 fzss2 13543 . . . . . . . 8 ((๐ต โˆ’ 1) โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜(๐ด โˆ’ 1)) โ†’ (0...(๐ด โˆ’ 1)) โŠ† (0...(๐ต โˆ’ 1)))
15 ssralv 4050 . . . . . . . 8 ((0...(๐ด โˆ’ 1)) โŠ† (0...(๐ต โˆ’ 1)) โ†’ (โˆ€๐‘š โˆˆ (0...(๐ต โˆ’ 1))(๐‘Ž + (๐‘š ยท ๐‘‘)) โˆˆ (โ—ก๐น โ€œ {๐‘}) โ†’ โˆ€๐‘š โˆˆ (0...(๐ด โˆ’ 1))(๐‘Ž + (๐‘š ยท ๐‘‘)) โˆˆ (โ—ก๐น โ€œ {๐‘})))
1613, 14, 153syl 18 . . . . . . 7 (((๐œ‘ โˆง ๐ต โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐ด)) โˆง ๐ด โˆˆ โ„•) โ†’ (โˆ€๐‘š โˆˆ (0...(๐ต โˆ’ 1))(๐‘Ž + (๐‘š ยท ๐‘‘)) โˆˆ (โ—ก๐น โ€œ {๐‘}) โ†’ โˆ€๐‘š โˆˆ (0...(๐ด โˆ’ 1))(๐‘Ž + (๐‘š ยท ๐‘‘)) โˆˆ (โ—ก๐น โ€œ {๐‘})))
1716reximdv 3170 . . . . . 6 (((๐œ‘ โˆง ๐ต โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐ด)) โˆง ๐ด โˆˆ โ„•) โ†’ (โˆƒ๐‘‘ โˆˆ โ„• โˆ€๐‘š โˆˆ (0...(๐ต โˆ’ 1))(๐‘Ž + (๐‘š ยท ๐‘‘)) โˆˆ (โ—ก๐น โ€œ {๐‘}) โ†’ โˆƒ๐‘‘ โˆˆ โ„• โˆ€๐‘š โˆˆ (0...(๐ด โˆ’ 1))(๐‘Ž + (๐‘š ยท ๐‘‘)) โˆˆ (โ—ก๐น โ€œ {๐‘})))
1817reximdv 3170 . . . . 5 (((๐œ‘ โˆง ๐ต โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐ด)) โˆง ๐ด โˆˆ โ„•) โ†’ (โˆƒ๐‘Ž โˆˆ โ„• โˆƒ๐‘‘ โˆˆ โ„• โˆ€๐‘š โˆˆ (0...(๐ต โˆ’ 1))(๐‘Ž + (๐‘š ยท ๐‘‘)) โˆˆ (โ—ก๐น โ€œ {๐‘}) โ†’ โˆƒ๐‘Ž โˆˆ โ„• โˆƒ๐‘‘ โˆˆ โ„• โˆ€๐‘š โˆˆ (0...(๐ด โˆ’ 1))(๐‘Ž + (๐‘š ยท ๐‘‘)) โˆˆ (โ—ก๐น โ€œ {๐‘})))
1918con3d 152 . . . 4 (((๐œ‘ โˆง ๐ต โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐ด)) โˆง ๐ด โˆˆ โ„•) โ†’ (ยฌ โˆƒ๐‘Ž โˆˆ โ„• โˆƒ๐‘‘ โˆˆ โ„• โˆ€๐‘š โˆˆ (0...(๐ด โˆ’ 1))(๐‘Ž + (๐‘š ยท ๐‘‘)) โˆˆ (โ—ก๐น โ€œ {๐‘}) โ†’ ยฌ โˆƒ๐‘Ž โˆˆ โ„• โˆƒ๐‘‘ โˆˆ โ„• โˆ€๐‘š โˆˆ (0...(๐ต โˆ’ 1))(๐‘Ž + (๐‘š ยท ๐‘‘)) โˆˆ (โ—ก๐น โ€œ {๐‘})))
20 id 22 . . . . 5 (๐ด โˆˆ โ„• โ†’ ๐ด โˆˆ โ„•)
21 simpr 485 . . . . 5 ((๐œ‘ โˆง ๐ต โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐ด)) โ†’ ๐ต โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐ด))
22 eluznn 12904 . . . . 5 ((๐ด โˆˆ โ„• โˆง ๐ต โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐ด)) โ†’ ๐ต โˆˆ โ„•)
2320, 21, 22syl2anr 597 . . . 4 (((๐œ‘ โˆง ๐ต โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐ด)) โˆง ๐ด โˆˆ โ„•) โ†’ ๐ต โˆˆ โ„•)
2419, 23jctild 526 . . 3 (((๐œ‘ โˆง ๐ต โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐ด)) โˆง ๐ด โˆˆ โ„•) โ†’ (ยฌ โˆƒ๐‘Ž โˆˆ โ„• โˆƒ๐‘‘ โˆˆ โ„• โˆ€๐‘š โˆˆ (0...(๐ด โˆ’ 1))(๐‘Ž + (๐‘š ยท ๐‘‘)) โˆˆ (โ—ก๐น โ€œ {๐‘}) โ†’ (๐ต โˆˆ โ„• โˆง ยฌ โˆƒ๐‘Ž โˆˆ โ„• โˆƒ๐‘‘ โˆˆ โ„• โˆ€๐‘š โˆˆ (0...(๐ต โˆ’ 1))(๐‘Ž + (๐‘š ยท ๐‘‘)) โˆˆ (โ—ก๐น โ€œ {๐‘}))))
2524expimpd 454 . 2 ((๐œ‘ โˆง ๐ต โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐ด)) โ†’ ((๐ด โˆˆ โ„• โˆง ยฌ โˆƒ๐‘Ž โˆˆ โ„• โˆƒ๐‘‘ โˆˆ โ„• โˆ€๐‘š โˆˆ (0...(๐ด โˆ’ 1))(๐‘Ž + (๐‘š ยท ๐‘‘)) โˆˆ (โ—ก๐น โ€œ {๐‘})) โ†’ (๐ต โˆˆ โ„• โˆง ยฌ โˆƒ๐‘Ž โˆˆ โ„• โˆƒ๐‘‘ โˆˆ โ„• โˆ€๐‘š โˆˆ (0...(๐ต โˆ’ 1))(๐‘Ž + (๐‘š ยท ๐‘‘)) โˆˆ (โ—ก๐น โ€œ {๐‘}))))
26 oveq1 7418 . . . . . . 7 (๐‘˜ = ๐ด โ†’ (๐‘˜ โˆ’ 1) = (๐ด โˆ’ 1))
2726oveq2d 7427 . . . . . 6 (๐‘˜ = ๐ด โ†’ (0...(๐‘˜ โˆ’ 1)) = (0...(๐ด โˆ’ 1)))
2827raleqdv 3325 . . . . 5 (๐‘˜ = ๐ด โ†’ (โˆ€๐‘š โˆˆ (0...(๐‘˜ โˆ’ 1))(๐‘Ž + (๐‘š ยท ๐‘‘)) โˆˆ (โ—ก๐น โ€œ {๐‘}) โ†” โˆ€๐‘š โˆˆ (0...(๐ด โˆ’ 1))(๐‘Ž + (๐‘š ยท ๐‘‘)) โˆˆ (โ—ก๐น โ€œ {๐‘})))
29282rexbidv 3219 . . . 4 (๐‘˜ = ๐ด โ†’ (โˆƒ๐‘Ž โˆˆ โ„• โˆƒ๐‘‘ โˆˆ โ„• โˆ€๐‘š โˆˆ (0...(๐‘˜ โˆ’ 1))(๐‘Ž + (๐‘š ยท ๐‘‘)) โˆˆ (โ—ก๐น โ€œ {๐‘}) โ†” โˆƒ๐‘Ž โˆˆ โ„• โˆƒ๐‘‘ โˆˆ โ„• โˆ€๐‘š โˆˆ (0...(๐ด โˆ’ 1))(๐‘Ž + (๐‘š ยท ๐‘‘)) โˆˆ (โ—ก๐น โ€œ {๐‘})))
3029notbid 317 . . 3 (๐‘˜ = ๐ด โ†’ (ยฌ โˆƒ๐‘Ž โˆˆ โ„• โˆƒ๐‘‘ โˆˆ โ„• โˆ€๐‘š โˆˆ (0...(๐‘˜ โˆ’ 1))(๐‘Ž + (๐‘š ยท ๐‘‘)) โˆˆ (โ—ก๐น โ€œ {๐‘}) โ†” ยฌ โˆƒ๐‘Ž โˆˆ โ„• โˆƒ๐‘‘ โˆˆ โ„• โˆ€๐‘š โˆˆ (0...(๐ด โˆ’ 1))(๐‘Ž + (๐‘š ยท ๐‘‘)) โˆˆ (โ—ก๐น โ€œ {๐‘})))
31 vdwnn.3 . . 3 ๐‘† = {๐‘˜ โˆˆ โ„• โˆฃ ยฌ โˆƒ๐‘Ž โˆˆ โ„• โˆƒ๐‘‘ โˆˆ โ„• โˆ€๐‘š โˆˆ (0...(๐‘˜ โˆ’ 1))(๐‘Ž + (๐‘š ยท ๐‘‘)) โˆˆ (โ—ก๐น โ€œ {๐‘})}
3230, 31elrab2 3686 . 2 (๐ด โˆˆ ๐‘† โ†” (๐ด โˆˆ โ„• โˆง ยฌ โˆƒ๐‘Ž โˆˆ โ„• โˆƒ๐‘‘ โˆˆ โ„• โˆ€๐‘š โˆˆ (0...(๐ด โˆ’ 1))(๐‘Ž + (๐‘š ยท ๐‘‘)) โˆˆ (โ—ก๐น โ€œ {๐‘})))
33 oveq1 7418 . . . . . . 7 (๐‘˜ = ๐ต โ†’ (๐‘˜ โˆ’ 1) = (๐ต โˆ’ 1))
3433oveq2d 7427 . . . . . 6 (๐‘˜ = ๐ต โ†’ (0...(๐‘˜ โˆ’ 1)) = (0...(๐ต โˆ’ 1)))
3534raleqdv 3325 . . . . 5 (๐‘˜ = ๐ต โ†’ (โˆ€๐‘š โˆˆ (0...(๐‘˜ โˆ’ 1))(๐‘Ž + (๐‘š ยท ๐‘‘)) โˆˆ (โ—ก๐น โ€œ {๐‘}) โ†” โˆ€๐‘š โˆˆ (0...(๐ต โˆ’ 1))(๐‘Ž + (๐‘š ยท ๐‘‘)) โˆˆ (โ—ก๐น โ€œ {๐‘})))
36352rexbidv 3219 . . . 4 (๐‘˜ = ๐ต โ†’ (โˆƒ๐‘Ž โˆˆ โ„• โˆƒ๐‘‘ โˆˆ โ„• โˆ€๐‘š โˆˆ (0...(๐‘˜ โˆ’ 1))(๐‘Ž + (๐‘š ยท ๐‘‘)) โˆˆ (โ—ก๐น โ€œ {๐‘}) โ†” โˆƒ๐‘Ž โˆˆ โ„• โˆƒ๐‘‘ โˆˆ โ„• โˆ€๐‘š โˆˆ (0...(๐ต โˆ’ 1))(๐‘Ž + (๐‘š ยท ๐‘‘)) โˆˆ (โ—ก๐น โ€œ {๐‘})))
3736notbid 317 . . 3 (๐‘˜ = ๐ต โ†’ (ยฌ โˆƒ๐‘Ž โˆˆ โ„• โˆƒ๐‘‘ โˆˆ โ„• โˆ€๐‘š โˆˆ (0...(๐‘˜ โˆ’ 1))(๐‘Ž + (๐‘š ยท ๐‘‘)) โˆˆ (โ—ก๐น โ€œ {๐‘}) โ†” ยฌ โˆƒ๐‘Ž โˆˆ โ„• โˆƒ๐‘‘ โˆˆ โ„• โˆ€๐‘š โˆˆ (0...(๐ต โˆ’ 1))(๐‘Ž + (๐‘š ยท ๐‘‘)) โˆˆ (โ—ก๐น โ€œ {๐‘})))
3837, 31elrab2 3686 . 2 (๐ต โˆˆ ๐‘† โ†” (๐ต โˆˆ โ„• โˆง ยฌ โˆƒ๐‘Ž โˆˆ โ„• โˆƒ๐‘‘ โˆˆ โ„• โˆ€๐‘š โˆˆ (0...(๐ต โˆ’ 1))(๐‘Ž + (๐‘š ยท ๐‘‘)) โˆˆ (โ—ก๐น โ€œ {๐‘})))
3925, 32, 383imtr4g 295 1 ((๐œ‘ โˆง ๐ต โˆˆ (โ„คโ‰ฅโ€˜๐ด)) โ†’ (๐ด โˆˆ ๐‘† โ†’ ๐ต โˆˆ ๐‘†))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ยฌ wn 3   โ†’ wi 4   โˆง wa 396   = wceq 1541   โˆˆ wcel 2106  โˆ€wral 3061  โˆƒwrex 3070  {crab 3432   โŠ† wss 3948  {csn 4628  โ—กccnv 5675   โ€œ cima 5679  โŸถwf 6539  โ€˜cfv 6543  (class class class)co 7411  Fincfn 8941  โ„‚cc 11110  0cc0 11112  1c1 11113   + caddc 11115   ยท cmul 11117   โˆ’ cmin 11446  โ„•cn 12214  โ„คcz 12560  โ„คโ‰ฅcuz 12824  ...cfz 13486
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1913  ax-6 1971  ax-7 2011  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2137  ax-11 2154  ax-12 2171  ax-ext 2703  ax-sep 5299  ax-nul 5306  ax-pow 5363  ax-pr 5427  ax-un 7727  ax-cnex 11168  ax-resscn 11169  ax-1cn 11170  ax-icn 11171  ax-addcl 11172  ax-addrcl 11173  ax-mulcl 11174  ax-mulrcl 11175  ax-mulcom 11176  ax-addass 11177  ax-mulass 11178  ax-distr 11179  ax-i2m1 11180  ax-1ne0 11181  ax-1rid 11182  ax-rnegex 11183  ax-rrecex 11184  ax-cnre 11185  ax-pre-lttri 11186  ax-pre-lttrn 11187  ax-pre-ltadd 11188  ax-pre-mulgt0 11189
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 846  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2068  df-mo 2534  df-eu 2563  df-clab 2710  df-cleq 2724  df-clel 2810  df-nfc 2885  df-ne 2941  df-nel 3047  df-ral 3062  df-rex 3071  df-reu 3377  df-rab 3433  df-v 3476  df-sbc 3778  df-csb 3894  df-dif 3951  df-un 3953  df-in 3955  df-ss 3965  df-pss 3967  df-nul 4323  df-if 4529  df-pw 4604  df-sn 4629  df-pr 4631  df-op 4635  df-uni 4909  df-iun 4999  df-br 5149  df-opab 5211  df-mpt 5232  df-tr 5266  df-id 5574  df-eprel 5580  df-po 5588  df-so 5589  df-fr 5631  df-we 5633  df-xp 5682  df-rel 5683  df-cnv 5684  df-co 5685  df-dm 5686  df-rn 5687  df-res 5688  df-ima 5689  df-pred 6300  df-ord 6367  df-on 6368  df-lim 6369  df-suc 6370  df-iota 6495  df-fun 6545  df-fn 6546  df-f 6547  df-f1 6548  df-fo 6549  df-f1o 6550  df-fv 6551  df-riota 7367  df-ov 7414  df-oprab 7415  df-mpo 7416  df-om 7858  df-1st 7977  df-2nd 7978  df-frecs 8268  df-wrecs 8299  df-recs 8373  df-rdg 8412  df-er 8705  df-en 8942  df-dom 8943  df-sdom 8944  df-pnf 11252  df-mnf 11253  df-xr 11254  df-ltxr 11255  df-le 11256  df-sub 11448  df-neg 11449  df-nn 12215  df-n0 12475  df-z 12561  df-uz 12825  df-fz 13487
This theorem is referenced by:  vdwnnlem3  16932
  Copyright terms: Public domain W3C validator